基于ABAQUS的凸轮式响应放大黏滞阻尼器消能体系抗震性能分析EI北大核心CSCD

针对所提出的凸轮式响应放大黏滞阻尼器(cam response amplification viscous damper,CRAD-VD),基于ABAQUS软件开发CRAD-VD耗能单元,编制相应消能体系非线性有限元分析的显式求解程序;将单自由度减震体系的ABAQUS计算结果与MATLAB程序分析结果进行对比,验证所开发CRAD-VD耗能单元及求解程序的准确性;进而开展装配式消能体系三维非线性模型的抗震性能分析。结果表明:开发的CRAD-VD耗能单元及求解程序可准确计算三维结构模型;三维结构体系串联小吨位黏滞阻尼器就可以得到直接安装大吨位阻尼器相似或更好的响应控制效果,有效降低装配式框架梁柱的损伤程度,体现出CRAD的响应放大效应;串联阻尼器的位移幅值始终等于预设偏心距,可避免阻尼器在极罕遇地震下位移超限而失效的问题。     

冻融循环与热老化交替作用下天然橡胶力学性能试验

考虑北方地区暴露在空气中的建筑橡胶隔震支座冬季时段和夏季时段分别受到冻融循环和热老化作用,极有可能影响支座隔震效果的正常发挥。为此,开展了天然橡胶材料的冻融循环和热老化及其交替作用试验,研究了天然橡胶材料力学性能随时间及劣化深度的变化规律。结果表明：热老化作用是影响橡胶材料硬度、定伸应力的主要因素;在冻融循环和热老化作用下,拉伸强度和拉断伸长率呈现出随时间降低的趋势,且二者交替作用的影响并不是简单的叠加。冻融循环作用下,橡胶块在深度方向上硬度影响不大,但定伸应力在最外层区域内影响较大。在热老化作用、冻融循环-热老化交替作用下,橡胶块最外层20 mm的硬度、定伸应力影响较大。橡胶块在劣化深度方向上的拉伸强度和拉断伸长率的影响在表层20 mm最为明显。以上研究成果可为橡胶隔震支座性能劣化规律研究以及隔震结构全寿命性能评估提供依据。     

考虑地震环境下现役结构抗震加固设防地震动参数研究

提出了现役结构抗震加固设计基准期的概念,并提出了不同重要性的现役结构抗震加固设计基准期的取值原则,分析了现役结构抗震加固的设防目标。在用形状参数k作为表征不同地区地震危险性差异的基础上,由地震烈度的危险性曲线公式推导了设计地震加速度Amax和地震影响系数αmax的危险性曲线计算公式,进而对具有不同后续设计使用寿命期的现役结构不同设防水准的抗震加固设防地震动参数进行了研究,给出了设计地震动参数的计算步骤,为现役结构的抗震加固设计提供了依据。     

高层结构风振失舒率的模糊概率评价

提出结构风振失舒率概念,引入模糊概率理论建立高层结构风振失舒率的模糊预测评价方法,给出四种隶属度函数计算结构风振失舒率的概率评价模型,解决了高层结构产生失舒感人数及失舒率的量化计算问题。结果表明,失舒率模糊概率模型对风振作用下结构产生失舒感人数的预测是可行的,尤以升半正态形和升岭形隶属度函数建立的预测模型的计算结果最佳;结构风振加速度与失舒率之间呈"S"形变化关系,当采用振型简化计算风振失舒率时,应考虑高阶振型影响,且应选择振型组合值在结构上部增长最为迅速的阶数作为结构风振加速度计算的依据。更多还原     

高压输电导线非线性振动分析

为研究高压输电线路导线由几何非线性引起的非线性振动特点,采用扩展的Hamilton原理建立水平悬垂输电导线的三维运动方程,并将其约化为二维振动方程,应用Galerkin方法对其进行模态截断,得到有限自由度的离散运动方程,然后使用四阶的Runge-Kutta方法对离散方程进行数值求解,得到了导线在简谐激励作用时的面内响应和面外响应.数值分析结果表明:当考虑由垂度引起的几何非线性因素时,输电导线不仅会发生主共振,还会发生次谐波共振和超谐波共振,且面外振动与面内振动之间由于发生密频内共振致使输电导线在实际振动中发生能量传递,引起非直接受激的面内产生大幅振动,同时非线性振动也会对线路振动产生调频作用.     

村镇建筑带限位装置摩擦隔震体系的参数影响研究

针对村镇建筑带限位装置摩擦隔震技术,建立了隔震装置的综合恢复力模型和隔震体系的运动方程,编制了考虑摩擦效应的非线性分析程序,详细分析了隔震层摩擦系数、限位装置弹性刚度和屈服位移等因素对隔震体系的影响,最终通过大量计算给出了参数选取的合理取值范围,可为该隔震体系的简化设计和实际应用提供依据。     

缓冲限位滞变-摩擦隔震系统的理论恢复力模型研究

针对弹塑性缓冲限位装置与滞变-摩擦隔震装置并联的隔震系统,在总结试验结果的基础上,提出了隔震系统的理论恢复力模型,建立了系统的运动方程;通过与非线性时程分析及试验结果的对比,验证了理论恢复力模型的正确性;通过主、余震作用下的地震反应分析,表明该限位装置在确保上部结构安全的同时,能够有效地限制隔震层的位移,并起到较强余震作用下的二次保护作用。本文的研究可为相应隔震体系的设计和工程应用提供依据。     

输电塔架与输电塔-线耦联体系风振响应风洞试验研究

为研究高压输电塔-线耦联体系与输电塔架的风振动力响应特点,以某典型500kV高压输电线路结构为原型,设计制作了单塔与塔-线体系的完全气弹模型,进行了多个风向角、多级风速下的单塔和塔-线体系在紊流风场中的完全气弹模型风洞试验。试验结果表明:在紊流风场中,输电塔结构的顺风向响应和横风向响应处于同一数量级,塔-线体系与单塔相比,其风致敏感性增强,塔-线模型中输电塔的振动较单塔振动复杂,塔顶位移响应较单塔增加幅度较大,强风时塔-线体系的耦合振动现象较为明显,其振动响应表现出非线性系统特有的动力现象,振动过程中系统自振特性不断变化,风致振动激起了线性系统未有的振动频率。输电塔-线体系的结构设计需合理考虑输电塔与输电线的耦合振动对结构动力特性的影响。     

随机地震多点激励作用下对称结构的扭转效应

结合GB 50011-2010<建筑抗震设计规范>选取与规范各类场地条件相适应的Clough-Penzien 地震动随机模型功率谱的谱参数,从多点输入地震角度研究了不同场地、不同设计地震分组情况下单层对称空间刚架结构的动力响应,结果表明:多点非一致地震激励下,即使严格意义上的对称结构也会产生明显的扭转效应,扭转效应大小可采用一致激励下使结构产生同样扭矩的等效偏心率来衡量,且等效偏心率随结构体系的自振周期、平扭周期比、场地条件等因素变化而改变;对于多高层时称结构,多点非一致激励扭转效应的影响主要集中在结构底层附近,这种作用方式类似圣维南局部性原理.     

多级变刚度耗能减震体系的研究

为进一步提高普通金属耗能器的性能，提出了多级变刚度耗能装置，在介绍其作用机理并建立恢复力模型的基础上，编制了综合考虑结构和耗能器非线性的分析程序，并对耗能减震体系的减震效果进行了分析。试验和仿真分析结果表明，多级变刚度耗能减震装置具有很好的耗能能力，在不增加耗能系统费用的前提下，能够有效地降低耗能减震体系基础的造价。